Влияние состава органической матрицы и наполненности композитов на адгезивную активность пародонтопатогенной микрофлоры Текст научной статьи по специальности «Биотехнологии в медицине»

© РЕШЕТНЕВА И.Т., АЛЯМОВСКИЙ В.В., АФАНАСЬЕВА А.С., ПЕРЬ-ЯНОВА О. В., ОРЕШКИН И.В., НИКОЛАЕНКО С.А.

УДК 616.31:616-008.87:615.462

ВЛИЯНИЕ СОСТАВА ОРГАНИЧЕСКОЙ МАТРИЦЫ И НАПОЛНЕННОСТИ КОМПОЗИТОВ НА АДГЕЗИВНУЮ АКТИВНОСТЬ ПАРОДОНТОПАТОГЕННОЙ МИКРОФЛОРЫ

И. Т. Решетнева, В.В. Алямовский, А. С. Афанасьева,

О. В. Перьянова, И.В. Орешкин, С.А. Николаенко Красноярский государственный медицинский университет им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого, ректор - д.м.н., проф. И.П. Артюхов; кафедра стоматологии ИПО, зав. - д.м.н., проф. В.В. Алямовский; кафедра микробиологии, зав. - доц., к.б.н. О. В. Перьянова; кафедра терапевтической стоматологии, зав. - д.м.н., проф. С.А. Николаенко.

Резюме. Исследована адгезия пародонтопатогенных микроорганизмов Porphyromonas gingivalis, Actinomyces naeslundii, Actinomyces viscosus к композиционным реставрационным материалам с различным составом органической матрицы и наполненностью по весу. Более высокая адгезия микроорганизмов отмечена на композитах с меньшей наполненностью. Установлено, что триэтиленгликолметакрилат, входящий в состав органической матрицы, стимулирует адгезию пародонтопатогенной микрофлоры, а уре-тандиметилметакрилат, напротив, оказывает ингибирующее действие.

Ключевые слова: индекс адгезии, композиты, микроорганизмы, пародон-топатогенная микрофлора, пародонтит.

Решетнева Ирина Тимофеевна - к.м.н., доцент кафедры микробиологии им. доц. Б.М. Зельмановича КрасГМУ; тел. 8(391)2201361.

Алямовский Василий Викторович - д.м.н., проф., зав. кафедрой стоматологии ИПО КрасГМУ; тел. 8(391)2280863.

Афанасьева Алена Сергеевна - соискатель кафедры стоматологии ИПО КрасГМУ; тел. 8(391)2128818.

Исследования последних лет показали, что материалы для пломбирования значительно отличаются между собой по способности адгезировать на своей поверхности различные виды микроорганизмов полости рта. Так, в эксперименте in vitro было установлено, что имеется зависимость формирования зубной бляшки от вида пломбировочного материала [1, 9]. Ряд авторов считают, что формирование биопленки на поверхности реставрационных материалов, в основном, зависит от химической структуры материала, способности его выделять специфические продукты, оказывающие ингибирующее или, напротив, стимулирующее влияние на колонизацию микроорганизмами полости рта [3, 4, 5, 7].

Ежегодно на стоматологический рынок выпускаются новые материалы, которые нуждаются не только в исследовании прочности и биосовместимости с тканями полости рта, но и изучении адгезивной способности резидентной микрофлоры полости рта к их поверхности.

Целью исследования явилось изучение адгезивной активности пародонто-патогенных микроорганизмов полости рта к пломбировочным материалам, отличающимся составом органической матрицы и наполненностью по весу в эксперименте in vitro.

Материалы и методы

Адгезия микроорганизмов изучалась на фотополимеризующихся композиционных материалах фирмы Tokuyama Dental Япония (табл.1).

Таблица 1

Характеристики применяемых композиционных материалов

Для исследования использованы культуры пародонтопатогенных микроорганизмов, выделенных нами из полости рта больных пародонтитом средней степени тяжести - Porphyromonas gingivalis, Actinomyces naeslundii, Actinomy-

ces viscosus. Идентификация проводилась с помощью тест-системы API 20A фирмы «BioMerieux» (Франция).

Из реставрационных материалов изготавливали диски диаметром 1 см, которые стерилизовали в 6% перекиси водорода в течение 2-х часов с последующей отмывкой в стерильной дистиллированной воде. Диски хранили в стерильных чашках Петри до постановки адгезионного теста.

Образцы композитов помещали во взвесь суточной тест-культуры микроорганизмов. Количество бактерий в 1 мл взвеси составляло 1,5 х 108 КОЕ/мл в соответствии со стандартом мутности 0,5 McFarland; время экспозиции - 4 часа при комнатной температуре. Удаление микроорганизмов осуществляли поэтапно. Сначала образцы отмывали трижды 5 мл стерильного физиологического раствора для удаления не адгезировавшихся бактериальных клеток. Затем каждый материал был помещен в пробирку, содержащую 1 мл физиологического раствора. Эти пробирки с исследуемыми образцами помещали в ультразвуковую ванну (частота 47 кГц) на 6 мин, что позволило удалить микроорганизмы, которые адгезировались на поверхности реставрационного материала более прочно. Далее исследуемые образцы изымали и осуществляли посев методом отпечатков на кровяной агар Шадлера с последующим распределением микроорганизмов по поверхности питательной среды стерильным ватным тампоном. Посевы термостатировались в анаэробных условиях с использованием газогенераторных пакетов фирмы «BioMerieux».

По завершении культивирования подсчитывали количество колоний, выросших на питательных средах, определяли десятичный логарифм этой величины и рассчитывали индекс адгезии для каждой из исследуемых тест-культур по формуле, предложенной В.Н. Царевым с соавт. [2]:

Ia= lgA/lgN,

где Ia - индекс адгезии; A - число прилипших бактерий; N - количество бактерий взвеси.

Результаты представлены в виде M±o, где М - среднее арифметическое, s

- стандартное отклонение. Для сравнения данных использовались непара-

метрические критерии Крускала-Уоллиса и Манна-Уитни с поправкой Бон-феррони.

Результаты и обсуждение

На основании адгезии тест-культур (P. gingivalis, A. naeslundii, A. viscosus) к исследуемым материалам выделены 3 степени интенсивности адгезии:

• 0 - 0,15 (на образце реставрационного материала адгезировалось не более 15% микроорганизмов из нанесенной взвеси тест-культуры) -низкая степень;

• 0,16 - 0,25 (на образце адгезировалось от 16 до 25% микроорганизмов из нанесенной взвеси тест-культуры) - умеренная степень;

• 0,26 и выше (на образце материала адгезировалось свыше 26% бактерий от нанесенной взвеси тест-культуры) - высокая степень.

Результаты исследования адгезии пародонтопатогенной микрофлоры полости рта к реставрационным материалам представлены на рис.1.

Рис.1. Адгезивная активность пародонтопатогенных микроорганизмов полости рта к поверхности исследуемых пломбировочных материалов.

Установлено, что адгезивная активность пародонтопатогенной микрофлоры полости рта существенно варьирует в зависимости от свойств пломбировочных материалов и вида микроорганизмов.

Так, адгезивная активность Porphyromonas gingivalis к субмикрогибридно-му композиту - «Estelite LV High Flow» оказалась выше, чем к субмикро-фильному композиту «Estelite X» и субмикрогибридному композиту «Estelite Flow Quick» (p<0,05). Индекс адгезии составил 0,18±0,032, что соответствует умеренной степени; на материале «Estelite LV Low Flow» ИА находится на нижней границе умеренной степени - 0,16±0,025. Низкая степень адгезивной активности была зарегистрирована на композиционных материалах «Estelite X», «Estelite Flow Quick» (0,12±0,03; 0,09±0,01 соответственно).

Не менее яркий представитель пародонтопатогенной микрофлоры полости рта - Actinomyces naeslundii так же проявил наибольшую адгезивную активность в отношении cубмикрогибридных композитов - «Estelite LV High Flow» и «Estelite LV Low Flow» (0,25±0,04), что соответствует верхней границе умеренной степени. К материалам «Estelite Flow Quick» и «Estelite X» ИА были так же в пределах умеренной степени - 0,23±0,03; 0,23±0,06 соответственно.

Actinomyces viscosus по сравнению с Actinomyces naeslundii и Porphyromo-nas gingivalis обладает более выраженной адгезивной активностью к образцам всех исследуемых материалов. Так на композитах «Estelite LV High Flow», «Estelite LV Low Flow» зарегистрированы самые высокие показатели адгезии данного микроорганизма (ИА - 0,26±0,04; 0,29±0,04 соответственно). Достоверно более низкий индекс адгезии выявлен на материале «Estelite X» и «Estelite Flow Quick» (индекс адгезии составил 0,24±0,03; 0,24±0,04).

Установлено, что на низкотекучем и высокотекучем субмикрогибридных композитах «Estelite LV Low Flow», «Estelite LV High Flow» адгезивная активность основных ПМ микроорганизмов была достоверно выше, чем на «Estelite X» и «Estelite Flow Quick». Полученные результаты в отношении данных материалов можно объяснить низким показателем наполненности по весу (68%, 65%). Кроме того, TEGDMA - триэтиленгликолметакрилат, входящий в состав органической матрицы, способен стимулировать рост микроорганизмов полости рта. Схожие свойства исследуемых композитов обусловлены идентичным составом неорганического наполнителя, органической матрицы и наполненностью их по весу. Данные материалы рекомендуется применять у пациентов с хорошим уровнем гигиены полости рта, при отсутствии иммунодефицитных состояний, заболеваний слизистой оболочки полости рта, а так же в местах хорошего механического очищения.

Субмикрофильный композицит «Estelite X» в целом продемонстрировал результаты аналогичные «Estelite Flow Quick» по адгезивной активности ПМ. Высокий процент неорганического наполнителя «Estelite X» не создает бла-

гоприятных условий для его колонизации. UDMA (уретандиметилметакри-лат), входящий в состав органической матрицы «Estelite Flow Quick», способен ингибировать рост и размножение основных кариесогенных микроорганизмов [6, 8]. Установлено, что на ПМ уретандиметилметакрилат так же оказывает ингибирующее влияние. Bis-GMA - бисфенолглицидилметакрилат так же способен ингибировать рост и размножение микроорганизмов полости рта, однако, наши исследования показали, что этот эффект более выражен при высокой наполненности материала по весу. Можно рекомендовать «Estelite X» для реставрации поверхности зубов в труднодоступных для эффективной очистки участках, а так же для санации пациентов с декомпенси-рованной формой кариозного процесса, с хроническим рецидивирующим афтозным стоматитом, иммунодефицитными состояниями, с заболеваниями слюнных желез (ксеростомией), у пациентов с ревматическими заболеваниями.

Таким образом, выбор современных пломбировочных материалов должен осуществляться не только исходя из их механических и физико-химических характеристик, но и на основе вероятного биологического воздействия материалов на окружающие ткани. С точки зрения сохранности нормального микробиоценоза полости рта и профилактики обострений воспалительных заболеваний тканей пародонта оптимальными свойствами обладают композиты с высокой степенью наполненности, например, относящиеся к группе субмикрогибридных - «Estelite Flow Quick», субмикрофильных - «Estelite X».

INFLUENCE OF ORGANIC MATRIX COMPOSITION AND FULLNESS OF COMPOSITES ON ADHESIVE ACTIVITY OF PATHOGENIC

PARADENTIUM MICROFLORA

I.T. Reshetnyova, V.V. Alyamovsky, A.S. Afanasyeva, O.V. Peryanova,

I.V. Oreshkin, S.A. Nikolayenko

Krasnoyarsk State Medical University named after prof. V.F. Voino-Yasenetsky

Abstract. There were studied adhesion characteristics of pathogenic paradentium microorganisms: Porphyromonas gingivalis, Actinomyces naeslundii, Actinomyces viscosus to composition restoration materials with different composition of matrix and weight fullness. Higher adhesion of microorganisms was found out on composites with lower fullness. It was determined that thriethylene glycol methacrylate being a part of organic matrix stimulates the adhesion of pathogenic paradentium microflora while urethane dimethacrylate inhibits the adhesion.

Key words: adhesion index, composites, microorganisms, pathogenic paradentium microflora, paradontitis.

Литература

1. Царев В.Н., Романов А.Е. Видовой состав зубной бляшки на поверхности пломб из различных материалов // Стоматология. - 1995. - №3.

- С. 29-31.

2. Царев В.Н., Иванов В.В., Сербулов В.В. Сравнительная характеристика адгезии условно-патогенных микробов полости рта к изолирующим мембранам, используемым при реконструктивных операциях в стоматологии: сб. тез. науч. тр. // Современные проблемы стоматологии. - М., 1999. - С. 119.

3. Eick, S., Glockmann E.Adherence of Streptococcus mutans to various restorative materials in a continuous flow system // J. Oral Rehabil. -2004. -Vol. 31. - P. 278-285.

4. Elagli K., Neut C., Romond C. et al. In vitro effects of titanium powder on oral bacteria // J Biomaterials - 1992. - Vol. 13. - P. 25-27.

5. Grossner-Schreiber B., Griepentrog M., Haustein I. et al. Plaque formation on surface modified dental implants. An in vitro study // Clin. Oral Implants Res. -2001. - Vol.12, №6. - P.543-551.

6. Jatinderpreet S. Composite resine degradation products from BisGMA monomer modulate the expression of genes associated with biofilm formation and other virulence factors in Streptococcus mutans // J. Biomaterials Research

- 2007. - Vol. 88A. - P.551-560.

7. Leonhardt A. Olsson J., Dahlen G. Bacterial colonization on titanium, hydroxyapatite, and amalgam surfaces in vivo // J. Dent. Res. - 1995. - Vol. 74, №9. - P.1607-1612.

8. Leylanaz S., Paul Santere J.Effect of filler content on the profile of released biodegradation products in micro-filled bis-GMA/ TEGMA dental composite resins // J. Biomaterials - 1999. - Vol. 20. - P. 1897-1908.

9. Poggio C., Arciola C.R., Rosti F. Adhesion of Streptococcus mutans to different restorative materials // Int. J. Artif. Organs. - 2009. - Vol.32, №9. -P.671-677.